扩行缩株种植对春玉米氮素积累、转运及产量的影响

梁忠宇，张玉芹，杨恒山，邰继承，杨伟鹏

（内蒙古民族大学 农学院，内蒙古 通辽028043）

单产的提高是保证我国粮食安全的重要途经［1-2］.玉米是我国重要的粮食作物，种植面积大、单产水平高，对于保证我国粮食安全起至关重要的作用［3］.近年来，玉米高产栽培的生产实践和理论研究表明，增加种植密度是提高玉米单产的有效途径之一［4］.然而，增密种植下会造成田间通风透光条件变差，不但影响作物光合生产，也会导致倒伏和早衰现象.研究表明，在高密度高产水平下通过株行距的合理配置，可以增加群体的光能利用和干物质积累，进而实现玉米的增产与增收［5］.氮素是营养元素中限制产量的首要因子［6］，玉米在高产条件下干物质积累量能显著增加，且在花后氮素积累比例增加更明显［7］.花后籽粒氮素来源于花后吸收和花前营养器官的转运［8］，玉米生育后期的氮素转运量对籽粒产量起直接决定作用.影响氮素吸收转运的因素较多，不同的行距配置改变根系分布及其冠层结构，势必影响其氮素收利用，笔者以农华101为供试材料、当地常规种植模式为对照，研究扩行距、缩株距种植模式方式对春玉米氮素积累与转运及产量的影响，为西辽河平原地区春玉米高产高效栽培提供理论指导.

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2015年和2016年在内蒙古民族大学试验农场进行，耕层土壤状况见表1.

表1 耕层土壤状况Tab.1 Topsoil condition

1.2 试验设计

供试品种为农华101，是当地主推品种.试验设扩行缩距种植模式（KH：行距100 cm）和当地常规种植模式（CK：行距60 cm），2种种植方式、种植密度均为7.5万株·hm-2，小区面积40 m2，3次重复，随机排列.2个处理栽培管理措施均一致，基肥为硫酸钾90 kg·hm-2，磷酸二铵150 kg·hm-2，小喇叭口期1次追施尿素320 kg·hm-2.2年均4月30日播种，9月28日收获.

1.3 测定项目与方法

1.3.1 器官全氮含量 采用浓H2SO4-H2O2联合消煮，用Easy Chem全自动化学/离子分析仪测定.

1.3.2 产量及其构成因素 各小区测产面积为24 m2，计算各测产区有效穗数、出籽率和含水率，并折算成含水量为14%产量.取10穗风干后考种，计算穗粒数并测定千粒重.

1.3.3 相关参数计算

1.4 数据处理与分析

运用Excel进行数据处理与作图，DPS进行差异性显著分析.

2 结果与分析

2.1 扩行缩株对春玉米各器官氮含量的影响

春玉米茎、叶、穗和籽粒氮含量2年均为吐丝期大于完熟期.除2015年完熟期茎外，各器官氮素含量吐丝期和完熟期均高于CK，吐丝期穗和叶中氮素含量差异较大，茎差异最小；完熟期籽粒和叶片中氮素含量差异较大，茎中氮含量差异最小（表2）.

表2 春玉米各器官氮含量Tab.2 Nitrogen content in various organs of spring maize

2.2 扩行缩株对春玉米氮素积累量的影响

吐丝前各器官氮素积累量均表现为KH显著大于CK，吐丝后茎鞘和籽粒中的氮素积累量呈显著性差异.吐丝前穗中氮素积累量差异最大，KH较CK高30.43%（2015年）和21.68%（2016年），整株KH较CK高16.21%（2015年）和12.95%（2016年）；吐丝后茎鞘中氮素积累量差异最大，KH较CK高19.32%（2015年）和17.10%（2016年），整株KH较CK高9.12%（2015年）和6.25%（2016年）（表3）.

表3 不同处理下春玉米各器官氮素积累量Tab.3 Nitrogen accumulation in organs of spring maize under different treatments

2.3 扩行缩株对春玉米氮素积累率的影响

2015、2016 2 年的氮素积累率表现为吐丝前大于吐丝后，吐丝前均表现为扩行缩株种植模式大于对照，吐丝后两者差异未达到显著水平.吐丝前氮素积累率KH比CK高3.64%（2015年）和3.53%（2016年）（图1）.

图1 春玉米氮素积累率Fig.1 Nitrogen accumulation rate of spring maize

2.4 扩行缩株对春玉米氮素转运的影响

2年各器官氮素转运量均表现为KH大于CK，且都达到显著性差异.其中，穗中氮素转运量差异最大，KH较CK高41.14%（2015年）和29.95%（2016年）.整株的氮素转运总量KH较CK高19.71%（2015年）和17.02%（2016年）.2年总转运贡献率表现为KH大于CK，在2016年KH为最高，达到了45.89%（表4）.

表4 春玉米各器官氮素转运量及转运贡献率Tab.4 Translocation capacity and contribution rate of nitrogen in organs of spring maize

2.5 扩行缩株对春玉米产量及构成因素的影响

2015 年有效穗数差异不显著，穗粒数、千粒重表现为KH大于CK，且差异达到显著水平.2016年有效穗数、千粒重差异不显著，穗粒数表现KH大于CK，且差异显著.2年的实测产量均表现为KH大于CK，差异达到显著性水平.2年的穗粒数都呈显著性差异，可能是由于在KH种植模式下玉米生育后期通风透光条件改善，这也是KH实测产量高于CK的原因之一（表5）.

表5 扩行缩株种植下春玉米产量及其构成Tab.5 The yield and its components of spring maize in expanding line spacing and shrinking row spacing

3 讨论与结论

3.1 扩行缩株对氮素积累与转运的影响

玉米产量是由生育期内氮素及干物质积累、分配和转运特性所决定的［9］.王云奇等［10］研究认为，玉米的籽粒蛋白质含量和籽粒产量的形成与氮代谢的调控过程密切相关.吴雅薇等［11］研究表明，玉米通过增加花前的氮物质以促进对籽粒的转运从而保证产量.这说明提高吐丝前的氮含量和积累量是提高玉米产量的有效措施之一［12］.有关研究认为，氮素在玉米体内的分配和代谢决定其生产力和生产过程［13］.相关研究表明，超高产玉米籽粒中77.5%的氮素由营养器官转运［14］.张鹰等［15］认为，玉米前期的氮素积累对生育后期籽粒的氮素积累具有重要的影响.本研究结果表明，扩行缩株模式下春玉米吐丝前各器官氮含量、氮素的积累量和积累率比吐丝后的高，为生育后期籽粒中氮素的形成奠定了基础.扩行缩株下各器官氮素转运量高于对照，对籽粒的总转运贡献率为39.50%～45.89%，提高了玉米籽粒产量.

3.2 不同的株行距对玉米产量的影响

合理的株行距配置能够改善玉米群体对光能的利用，对提高玉米的产量具有重要意义［16］.谭华等［17］认为，不同的株行距配置和种植密度的交互作用能够提高玉米产量.受不同地区环境因素制约，关于株行距配置对玉米产量影响的研究结果有所不同.王洪君等［18］认为，宽窄行行距70 cm+30 cm配置下玉米群体对太阳光能的利用达到最大，能够提升玉米产量.丁相鹏等［19］研究表明，在高密度条件下，80 cm扩行的等行距模式能够增加玉米干物质生产与积累及延缓叶片衰老，从而提升玉米产量.高亚男等［20］通过对不同种植行距的研究表明，等行距70 cm模式下玉米群体的光合特性和籽粒产量最具优势，而且适应于机械化生产操作.梁曦彤等［21］研究表明，不同品种对行距反应不同，先玉335在70 cm行距处理下产量最高，军单8号在50 cm处理下产量最高.本研究结果表明，农华101在7.5万株·hm-2密度扩行缩株（行距100 cm）种植下较对照（行距60 cm）产量高7.81%（2015年）和6.96%（2016年）.